论文部分内容阅读
【摘要】随着科技的发展，高分子材料涂层在修复和保护泵（例如高温油泵，蜡油泵，辐射泵）的过流部件的功能上已经逐渐被广泛的应用。本文主要介绍了高分子涂层材料的特点以及其工艺对受磨损、腐蚀的泵做修复和保护，并分析了高分子材料的类型和功能、工艺措施和应用领域，并结合苏尔寿泵业上海技术服务中心的例子重点对高分子涂层在泵维修中的应用做出了详细的说明。
【关键词】高分子材料 涂层 泵维修 技术与应用
1 高分子的分类和特点
1.1 高分子分类
按照不同的标准，高分子有很多的分法，不过主要还是以下几种分法：高分子化合物按照其来源分，主要分为合成高分子化合物和天然高分子化合物两种。而在天然的有机高分子化合物中。其成份有淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶这几类；按照高分子化合物结构中的分子链分类，可分为支链型高分子、线型高分子和体型高分子；按照高分子化合物受熱时表现的行为不同可将其分为热塑性高分子和热固性高分子。按照高分子化合物的使用情况和工艺性质分类，可分为塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂和密封材料。
1.2 高分子特点
高分子涂层材料是近几年年来在机械制造业和机械修理业当中，快速迅猛发展起来的一项新型材料和新技术。它能够将单一材料的机械零件转化成为复合型材料结构，以金属为基体以便可以承受零件设计的强度，以高分子材料涂层为表面用来改善零件的耐磨性、防震性和抗腐蚀性等。高分子化合物拥有很多跟低分子化合物不同的特殊性能，比如其机械强度较大、可塑性很好、弹性也较高、硬度非常大、耐热、耐磨、耐溶剂、耐腐蚀、气密性恨好、电绝缘性强等，由于高分子材料具有以上的一些特性，使其在各行各业有了比较广阔的应用。可以见得我们平常使用的普通高分子材料，均是将各种添加剂加入高分子化合物中所得到的，这些高分子化合物的性质决定了高分子材料的一些基本性能，因此各种不同添加剂的作用就是在于能够更好地发挥、保持和改进高分子化合物的性能，满足对设备的不同要求，能用在更多不同的方面。
2 高分子涂层与泵维修方面
2.1 泵涂层的防腐性能
在泵工作过程中，经常会输送带有酸性或者碱性的具有腐蚀性介质的液体或固体杂质，这样很容易造成泵的有点腐蚀、缝隙腐蚀、氢脆、侵蚀、磨损等严重后果。当今在施工过程中应用比较多的防腐蚀材料是以环氧树脂为主。在金属材料内和环氧树脂间都存在较好的防腐蚀耐磨性能和粘接强度较高，能够有效的隔断带有腐蚀性的物质与金属表面接触。而对于环氧树脂这种材料能耐绝大多数的酸、碱、盐类的腐蚀，尤其是在氯离子侵蚀严重的海水中用的泵有很好的防腐效果。
2.2 泵耐磨修复和保护
市场上目前生产高分子材料的厂家主要有Devcon（得复康）、Be-lzona（贝尔佐纳）、Metaline、Loctite（乐泰）、ARC、Thortex等等。从聚合物的类型可以将高分子材料分为聚氨酯（PU）和环氧树脂（EP）二种。以聚氨酯（PU）为主要成分的涂层具有类似橡胶的弹性和韧性，细粉的固体（指的是直径小于1 mm的颗粒）耐磨损性能比较良好，并且可以大量吸收汽蚀产生的冲击能量。以环氧树脂（EP）为主要成分的涂层中通常会添加碳化硅、陶瓷的粉末或者颗粒作为填料，这样能够非常有效的增强耐温和耐磨损的性能。
2.3 涂层修复和传统焊补的区别
泵在受到腐蚀或磨损的时候，传统方法会通常采用堆焊、补焊等修补方法，这种方法很容易导致局部产生热应力变形，慢慢改变装配的尺寸，修补后就不能恢复到正常的组装状态了，严重时甚至会导致整个部件成为废品。如果用高分子涂层去修复工件，修复涂层在施工时就会呈现出流体状，在这种情况下再在常温常压下16 个小时就可以完全固化，这种方法不会产生热应力，部件修复后就可以顺利装配。
2.4 涂覆后泵能节能增效
由于铸造缺陷或加工不良等原因，泵过流部件表面经常会出现粗糙的表面，这样会导致摩擦阻力发热，然后引起能量损失。我们常规减小阻力的方法主要是精密机加工、抛光等；亦或者采用不锈钢材料来增强表面的光洁度，这样不仅会大大增加生产成本，而且抛光的金属表面更不能解决腐蚀等问题，特别是在海水介质多的条件下，氯离子浓度极高，很容易侵蚀不锈钢的表面。受腐蚀的金属慢慢表面产生凹坑和裂缝，但如果采用堆焊的方法去修复，就容易导致热应力变形，最终泵体无法回装。另外，本体金属和焊缝金属会容易形成原电池，构成电解双金属腐蚀效应，导致第二次腐蚀。刷涂或喷涂陶瓷环氧树脂，施工后其会流成非常光滑的表面，而且表面也具有油性疏水性，可以大大降低流体的阻力。施工时先用膏状陶瓷修补剂刮抹到金属表面来填补凹坑。再在两边刷涂陶瓷防护剂，使得最终表面变得更加光滑。
3 高分子涂层在实际中的应用
从20世纪初期以来，苏尔寿泵业上海技术服务中心（简称苏尔寿）使用了高分子材料涂层的方法，已经修复了40多套造纸纸浆泵、50多套火电厂FGD浆液循环泵的叶轮、侧板及泵壳。并且，对于水处理用泵、冷却水循环泵、真空泵和搅拌器叶轮的防腐涂层也取得了非常好的效果。具体应用领域见表1。
4 结语
由于高分子化合物具有相对分子质量很大，一般都处于固体或凝胶状态，具有很好的机械强度的特点，又因为其分子是由共价键结合而形成的，因此有非常好的绝缘性和耐腐蚀性能，而且由于其分子链较长，分子的长度与直径之比大于一千，因而有较好的高弹性和可塑性。另外，高分子涂层具有高弹性、熔融性、溶解性、溶液的行为和结晶性等方面特性，所以，高分子涂层在高温油泵蜡油泵、辐射泵等泵的维修中拥有很大的优势，可以解决传统修理方法不能解决的很多问题。因此，高分子涂层在今后维修泵的过程中应用会越来越广泛。
参考文献
[1] 洪啸吟，冯汉保.涂料化学[M].北京：科学出版社，2006
[2] 杨德均，沈卓身.金属腐蚀学[M].北京：冶金工业出版社， 1999
[3] 高分子涂层导轨性能的研究[J]. 机电新产品导报. 1994（04）
【关键词】高分子材料 涂层 泵维修 技术与应用
1 高分子的分类和特点
1.1 高分子分类
按照不同的标准，高分子有很多的分法，不过主要还是以下几种分法：高分子化合物按照其来源分，主要分为合成高分子化合物和天然高分子化合物两种。而在天然的有机高分子化合物中。其成份有淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶这几类；按照高分子化合物结构中的分子链分类，可分为支链型高分子、线型高分子和体型高分子；按照高分子化合物受熱时表现的行为不同可将其分为热塑性高分子和热固性高分子。按照高分子化合物的使用情况和工艺性质分类，可分为塑料、橡胶、纤维、涂料、黏合剂和密封材料。
1.2 高分子特点
高分子涂层材料是近几年年来在机械制造业和机械修理业当中，快速迅猛发展起来的一项新型材料和新技术。它能够将单一材料的机械零件转化成为复合型材料结构，以金属为基体以便可以承受零件设计的强度，以高分子材料涂层为表面用来改善零件的耐磨性、防震性和抗腐蚀性等。高分子化合物拥有很多跟低分子化合物不同的特殊性能，比如其机械强度较大、可塑性很好、弹性也较高、硬度非常大、耐热、耐磨、耐溶剂、耐腐蚀、气密性恨好、电绝缘性强等，由于高分子材料具有以上的一些特性，使其在各行各业有了比较广阔的应用。可以见得我们平常使用的普通高分子材料，均是将各种添加剂加入高分子化合物中所得到的，这些高分子化合物的性质决定了高分子材料的一些基本性能，因此各种不同添加剂的作用就是在于能够更好地发挥、保持和改进高分子化合物的性能，满足对设备的不同要求，能用在更多不同的方面。
2 高分子涂层与泵维修方面
2.1 泵涂层的防腐性能
在泵工作过程中，经常会输送带有酸性或者碱性的具有腐蚀性介质的液体或固体杂质，这样很容易造成泵的有点腐蚀、缝隙腐蚀、氢脆、侵蚀、磨损等严重后果。当今在施工过程中应用比较多的防腐蚀材料是以环氧树脂为主。在金属材料内和环氧树脂间都存在较好的防腐蚀耐磨性能和粘接强度较高，能够有效的隔断带有腐蚀性的物质与金属表面接触。而对于环氧树脂这种材料能耐绝大多数的酸、碱、盐类的腐蚀，尤其是在氯离子侵蚀严重的海水中用的泵有很好的防腐效果。
2.2 泵耐磨修复和保护
市场上目前生产高分子材料的厂家主要有Devcon（得复康）、Be-lzona（贝尔佐纳）、Metaline、Loctite（乐泰）、ARC、Thortex等等。从聚合物的类型可以将高分子材料分为聚氨酯（PU）和环氧树脂（EP）二种。以聚氨酯（PU）为主要成分的涂层具有类似橡胶的弹性和韧性，细粉的固体（指的是直径小于1 mm的颗粒）耐磨损性能比较良好，并且可以大量吸收汽蚀产生的冲击能量。以环氧树脂（EP）为主要成分的涂层中通常会添加碳化硅、陶瓷的粉末或者颗粒作为填料，这样能够非常有效的增强耐温和耐磨损的性能。
2.3 涂层修复和传统焊补的区别
泵在受到腐蚀或磨损的时候，传统方法会通常采用堆焊、补焊等修补方法，这种方法很容易导致局部产生热应力变形，慢慢改变装配的尺寸，修补后就不能恢复到正常的组装状态了，严重时甚至会导致整个部件成为废品。如果用高分子涂层去修复工件，修复涂层在施工时就会呈现出流体状，在这种情况下再在常温常压下16 个小时就可以完全固化，这种方法不会产生热应力，部件修复后就可以顺利装配。
2.4 涂覆后泵能节能增效
由于铸造缺陷或加工不良等原因，泵过流部件表面经常会出现粗糙的表面，这样会导致摩擦阻力发热，然后引起能量损失。我们常规减小阻力的方法主要是精密机加工、抛光等；亦或者采用不锈钢材料来增强表面的光洁度，这样不仅会大大增加生产成本，而且抛光的金属表面更不能解决腐蚀等问题，特别是在海水介质多的条件下，氯离子浓度极高，很容易侵蚀不锈钢的表面。受腐蚀的金属慢慢表面产生凹坑和裂缝，但如果采用堆焊的方法去修复，就容易导致热应力变形，最终泵体无法回装。另外，本体金属和焊缝金属会容易形成原电池，构成电解双金属腐蚀效应，导致第二次腐蚀。刷涂或喷涂陶瓷环氧树脂，施工后其会流成非常光滑的表面，而且表面也具有油性疏水性，可以大大降低流体的阻力。施工时先用膏状陶瓷修补剂刮抹到金属表面来填补凹坑。再在两边刷涂陶瓷防护剂，使得最终表面变得更加光滑。
3 高分子涂层在实际中的应用
从20世纪初期以来，苏尔寿泵业上海技术服务中心（简称苏尔寿）使用了高分子材料涂层的方法，已经修复了40多套造纸纸浆泵、50多套火电厂FGD浆液循环泵的叶轮、侧板及泵壳。并且，对于水处理用泵、冷却水循环泵、真空泵和搅拌器叶轮的防腐涂层也取得了非常好的效果。具体应用领域见表1。
4 结语
由于高分子化合物具有相对分子质量很大，一般都处于固体或凝胶状态，具有很好的机械强度的特点，又因为其分子是由共价键结合而形成的，因此有非常好的绝缘性和耐腐蚀性能，而且由于其分子链较长，分子的长度与直径之比大于一千，因而有较好的高弹性和可塑性。另外，高分子涂层具有高弹性、熔融性、溶解性、溶液的行为和结晶性等方面特性，所以，高分子涂层在高温油泵蜡油泵、辐射泵等泵的维修中拥有很大的优势，可以解决传统修理方法不能解决的很多问题。因此，高分子涂层在今后维修泵的过程中应用会越来越广泛。
参考文献
[1] 洪啸吟，冯汉保.涂料化学[M].北京：科学出版社，2006
[2] 杨德均，沈卓身.金属腐蚀学[M].北京：冶金工业出版社， 1999
[3] 高分子涂层导轨性能的研究[J]. 机电新产品导报. 1994（04）